[发明专利]一种比例-积分控制器的最优参数获取方法

权利要求书

1.一种比例-积分控制器的最优参数获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立黑箱过程Z-N模型的传递函数；

S2：建立PI控制器的传递函数；

S3：根据黑箱过程Z-N模型的传递函数以及PI控制器的传递函数，建立PI控制器与黑箱过程Z-N模型的开环系统频域函数；

S4：设置PI控制器的传递函数以及开环系统频域函数的预设参数；

S5：对PI控制器的最优参数进行搜索；

所述步骤S5具体包括以下步骤：

S501：初始值设置，设置PI控制器的比例增益K_P＝K_P-MIN，设置PI控制器的积分时间常数T_I＝T_I-MIN，设置开环系统频域函数的正弦频率ω＝ω_MIN，进入步骤S502；

S502：计算所述开环系统频域函数的相位稳定裕度PM_OLS；如果PM_OLS不满足PM_OLS-MAX≥PM_OLS≥PM_OLS-MIN，则进入步骤S503，如果PM_OLS满足PM_OLS-MAX≥PM_OLS≥PM_OLS-MIN,则记录本次搜索得到的T_I值和K_P值，然后进入步骤S504；

S503：设置ω+＝△ω，如果ωω_MAX，则返回至步骤S502；如果ω≥ω_MAX，则进入步骤S504；

S504：设置ω＝ω_MIN，设置T_I+＝△T_I，如果T_IT_I-MAX，则返回到步骤S502；如果T_I≥T_I-MAX，则进入步骤S505；

S505：设置ω＝ω_MIN，设置T_I＝T_I-MIN，设置K_P+＝△K_P，如果K_PK_P-MAX，则返回至步骤S502；如果K_P≥K_P-MAX，则进入步骤S506；

S506：根据各次搜索得到的T_I值和K_P值，得到T_I随K_P变化曲线，根据T_I随K_P变化曲线上的最小T_I值和对应的K_P值，得到PI控制器的最优参数。

2.根据权利要求1所述的一种比例-积分控制器的最优参数获取方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述黑箱过程Z-N模型的传递函数为：

其中，Z-N:M(s)为黑箱过程Z-N模型的传递函数，K_Z-N为所述黑箱过程 Z-N模型的增益，单位无量纲；τ_Z-N为所述黑箱过程 Z-N模型的纯滞后时间常数，单位为秒；

SWF(s)为滑动窗滤波器的传递函数，T_Z-N为所述黑箱过程 Z-N模型的时间常数，单位为秒。

3.根据权利要求2所述的一种比例-积分控制器的最优参数获取方法，其特征在于，在步骤S2中，所述PI控制器的传递函数为：

其中，K_P为PI控制器的比例增益，单位为无量纲；T_I为PI控制器的积分时间常数，单位为秒。